Nanocellulosa: la nuova frontiera della plastica

Le peculiarità dei nano materiali derivati dal legno sono l’elevata economicità, la notevole leggerezza e la straordinaria resistenza rispetto ad altre sostanze importanti ed utilizzate attualmente, come la fibra di carbonio ed il kevlar

di MIT Technology Review Italia

Ogni anno, più di 10 miliardi di tonnellate di cellulosa vengono sintetizzate dalla corteccia, dal legno o dalle foglie delle piante. La maggior parte di questa cellulosa viene utilizzata per produrre carta e tessuti, mentre una parte viene trasformata in polvere per l’uso in addensanti alimentari e cosmetici.

Negli ultimi anni, gli scienziati hanno esplorato gli usi dei nanocristalli di cellulosa, che possono essere estratti dalle fibre di cellulosa tramite idrolisi acida. Come riportato da “MIT News”, finora i ricercatori sono stati in grado di incorporare solo basse frazioni di nanocristalli di cellulosa (CNC), vale a dire catene di polimeri organici disposti in modelli cristallini quasi perfetti, poiché i cristalli tendevano a raggrupparsi e a legarsi solo debolmente con le molecole polimeriche.

Ora, un team del MIT ha progettato un composito con nanocristalli di cellulosa mescolati con polimero sintetico. I cristalli organici occupano circa il 60-90 per cento del materiale, la frazione più alta di CNC ottenuta fino ad oggi in un composito.

Nella ricerca, pubblicata su “Cellulose”, i ricercatori mostrano che il composito a base di cellulosa è più resistente di alcuni tipi di osso e più duro delle tipiche leghe di alluminio. Il materiale, infatti, ha una microstruttura di mattoni e malta che ricorda la madreperla, il rivestimento interno duro del guscio di alcuni molluschi. Inoltre, la resistenza alla deformazione plastica conferisce al composito una durezza e una rigidità al confine tra plastica e metalli convenzionali.

Il team ha trovato una ricetta per il composito basato su CNC che può affidarsi sia alla stampa 3D che alla colata convenzionale. Come spiega uno degli autori della ricerca A. John Hart, professore di ingegneria meccanica del MIT: “E’ stato un processo di smontaggio e montaggio: abbiamo decostruito il legno e lo abbiamo ricostruito”.

Il materiale potrebbe un giorno essere utilizzato per realizzare impianti dentali a base di cellulosa e, se i cristalli potessero essere trasformati in materiali in frazioni significative, i CNC potrebbero essere un percorso verso plastiche più resistenti, sostenibili e di derivazione naturale.

(rp)

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